摘要：随着科技的进步，工业时代大发展的时期开始逐渐向互联网信息时代发展，一体化的经济模式，地球村的形成，都在不断证明科学技术是第一生产力，不仅推动了技术的发展，社会的进步，也让各项技术在各行各业中得到推广。因此，铁路机车牵引动力技术的改革也在不断深入推进中，利用电力电子技术改变以往陈旧的牵引方式，提高铁路机车的发展。本文对电力电子技术与铁路机车牵引动力技术进行了分析。
关键词：电力电子；铁道系统；牵引动力
随着现代高功率半导体器件的发展以及磁性材料性能的不断改善，设计一种全新的采用中高频转换的变流装置结构来实现供电，该装置结构称为电力电子变压器，其完全有可能取代现有笨重的工频变压器。虽然仍然面临许多技术上的难点，但经过不断探索研究，技术上已经取得了丰富的成果。电力机车牵引供电领域被认为是电力电子变压器最有可能实现技术应用的领域之一。在机车牵引领域，电力电子变压器不但可以实现重量和体积的大幅度减小，同时还能改善供电电能质量。
一、铁路系统机车设备发展分析
机车设备的发展也正是机械设备的发展历史，从最初的简单机械不断的优化发展为现代高性能的机械设备。在机车设备发展的最初时期，机车设备为蒸汽类型的机械设备，蒸汽类型机车的出现是铁路系统发展萌芽，将人类社会带入了新的发展时期。但这种蒸汽类型的机车设备也存在着动力不足、操作僵硬繁琐的问题。在机车设备制造技术不断吸纳各种新型技术之后，出现了电力类型的机车设备，从而使机车设备的性能发生了全面强化，使机车设备的操控更加高效、牵引力更加的强大，早期的电力类型的机车设备主要使用直流电能作为机车设备的供给能源。在科技变革的推动下，机车设备也再次得到了优化，出现了晶闸管整流器类型的机车设备，这也标志着人类在利用电能以及电子设备的道路上又向前迈进了一步，这种电子类型的机车除了继承下了之前机车设备良好性能之外，还在电能的利用上取得了突破，在机车设备运行中使用了50Hz以及60Hz的电能技术。而电能类型机车的优化升级时至今日仍在继续，出现了更高效的机车设备，推动了机车设备的发展。
二、现代化电力电子技术
1、电力电子技术。电力电子技术是技术发展的成果，其中主要是使用电力电子器件对电能进行控制，从而采用变换和控制技术满足各种设备的需求。电子电力技术在对电进行变化的过程中可以从1W 以下～GW 之间进行不断的变化。因此，主要被应用于电力交换中。在机车牵引力传动系统中应用电力电子技术能够更加完美和准确的对设备的用电情况进行控制，从而为传动装置的调速和控制提供有力的保障。由此得出机车牵引力应用的主要系统。
2、电力电子技术优势。电力电子技术在其发展和应用过程中作为交流电动机牵引力使用具有其独特的优势，下面针对其优势进行分析：第一，交流电机体积较少，在其应用过程中具有质量轻、功率大、空间小的特点。电力电子技术的应用能够有效的改善传统机车牵引技术中应用上设备较大，安装和运行时间较长的弊端。此外，使用电力电子技术能够改善铁路轮轨之间的作用力，从而满足铁路高速运转的需求，最终从整体上提高了铁路效率。第二，利用电力电子技术能够在使用交流电动机对其进行功率维持。传统的电力技术应用过程对稳定恒定的大功率的速度范围进行稳定，从而能够持续性的为铁路机车提供原动力，实现货运客车的发展。第三，利用电力电子技术后对交流电能够进行电动机无换向器控制，从而消除了电刷与转向器磨损，进一步提高了铁路运行中的可靠性，从而降低了铁路工作过程中的制造和维修成本。第四，利用电力电子技术能够实现使用异步交流电动机，从而提高了牵引性能。此外，随着电力电子技术的逐渐应用，能够有力的提高黏着利用率，从而适当的更好发挥牵引力，促进铁路机车的运行。
三、现代化铁路机车技术
1、铁路机车技术。随着电力电子技术的逐渐发展，人们已经不满足与使用交流电对牵引力进行控制，传统的交流电动机已经不能够满足人们的日常生活。因此，人们开始逐渐建立了现代化铁路机车技术。铁路机车技术主要是在传统交流电的基础上使用变频交流电为其提供牵引力驱动。
2、铁路机车技术优势。与传统的铁路机车技术相比，近几年随着铁路机车技术发的发展住进开始采用交流传动系统技术手段对其进行技术革新，该项技术手段的使用优势主要表现为以下几方面：
第一，利用交流传动电力电子技术，采用交直交变频技术，利用四象限脉冲变流器降低机车在电网中电流谐波的分量，从而从整体上改善了铁路电力系统供电的品质，进一步解除了铁路信号传递工程中受到交流电动机造成的信号干扰现象。
第二，利用交流传动电力电子技术能够使供电电网的电工功率发生改变，更加趋近于1功率，最终降低电网的损耗。此外，在现代铁路机车技术中应用的交流传动电力电子技术能够通过再生制动的方式不断的向电网进行电能的回馈，从而从整体上提高电网内电能质量，起到节约电能的效果。
第三，利用交流传动电力电子技术能够改变原有铁路机车向前、向后，牵引和制动之间的操纵关系。通过使用位置转换开关，在主电路上对其进行转换，从而缩短人工转换中的时间，提高铁路前后转换、牵引和制动之间的效率。此外，该种铁路机车技术的操作较为简单，可靠性更高。
四、我国铁路机车牵引及电力电子技术的现状
铁路机车牵引领域是国家内部技术发展的一项标志。在我国铁路电力牵引领域首先使用的是交直技术，代表产品为“韶山”系列机车，逐渐进行了技术完善，累计生产超过了7000台，其中有90%以上正在运行的铁路机车均为我国自主研发和生产的设备。目前我国铁路机车牵引技术正在大力发展和使用交直交技术，除了大量生产使用和谐型机车外，还自主研发了北车心控制系统，时速160公里动力集中型牵引系统，这些国产化系统均使用交直交技术。今后还会在交直交技术进行升级，即永磁同步电机牵引系统，它将是我国掌握完全自主知识产权，是中国高铁制胜市场的一大战略利器。
我国通过自主研发逐渐研制出具有完全自主支持产权的斩波调压技术，该技术原理主要是利用无触点的开关对其使用脉冲方式将接触网电压直接引用到牵引电动机上，从而改变传统脉冲所占的空间比例，从而可以在0%到100%接触网电压范围内进行连续性的电动机电压改变。该项技术的研发进一步促进了我国铁路机车牵引力及电力电子技术的发展。在90 年代初期我国研制了1MW 的大功率交流电传动系统，从而进一步促进了我国原型机车的研究，自此，我国铁路机车牵引力研发也成功的步入了电子时代，开始利用电子信息技术对其进行驱动力的改变，从而实现地铁、电力机车等自主研发设备的应用。
随着时代的变迁，我国的电力电子技术发生了一系列的改变，这些改变也给铁路机车牵引动力的研发技术带来了全新的方向，并随着科技的进步不断更新迭代，不同阶段彰显着不同的优势。在了解了整体发展历程和方向的基础上，我国电力电子技术要不断创新，研制更多的设备以应用于实际，从而推动我国铁路机车牵引动力创新的步伐。
参考文献：
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[2]郭依超，李廉枫，邓伯勇.内燃-电力双动力源机车在我国的市场前景分析[J].技术与市场，2016，1（5）.
论文作者:鲁旭澜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：机车论文; 铁路论文; 电力论文; 技术论文; 电子技术论文; 设备论文; 牵引力论文; 《基层建设》2018年第27期论文;